Un equip internacional d'investigació amb participació de la Universitat Autònoma de Barcelona ha demostrat que els memristors-uns components electrònics diminuts, de l'escala dels nanòmetres- poden utilitzar-se per calibrar la resistència elèctrica de forma precisa sense necessitat d'instal·lacions complexes.
La investigació, publicada a la revista Nature Nanotechnology, obre la porta a reemplaçar els actuals sistemes de calibratge, que requereixen temperatures properes al zero absolut i camps magnètics molt intensos, per microxips que funcionen a temperatura ambient.
Aquests xips podrien convertir-se en nous estàndards de referència molt més accessibles
La mesura precisa de la resistència elèctrica és clau en la metrologia, àrea que permet definir i verificar les unitats de mesura en ciència i indústria. Actualment, aquest calibratge es basa en l'efecte Hall quàntic, un procediment altament exacte, però que només pot realitzar-se en un número molt reduït de laboratoris especialitzats en el món.
Els investigadors han comprovat que els memristors poden mostrar valors de resistència estables que depenen únicament de constants fonamentals de la natura, la qual cosa permetria convertir-los en nous estàndards de referència molt més accessibles.
Hem demostrat que els estats de resistència quantitzada en memristors poden utilitzar-se de forma fiable per calibrar la resistència elèctrica”
“Hem demostrat per primera vegada que els estats de resistència quantitzada en memristors poden utilitzar-se de forma fiable per calibrar la resistència elèctrica”, explica el professor Enrique Miranda, del Departament d'Enginyeria Electrònica de la UAB. “Per a determinades aplicacions, això pot fer-se sense refrigeració extrema ni camps magnètics intensos”, afegeix.
Els memristors actuen com a resistències amb memòria: la seva conductància es pot ajustar aplicant senyals elèctrics. En aquests dispositius, els electrons circulen a través de filaments formats per només uns quants àtoms de plata. Aquest flux pot modificar-se amb gran precisió i de forma estable, generant valors de conductància quantizada que es corresponen directament amb constants universals com la constant de Planck.
Som a l'inici d'un canvi de paradigma”
Aquest avenç apunta cap al concepte de “NMI-en-un-xip” (National Metrology Institute on a xip): la possibilitat que un dispositiu electrònic incorpori el seu propi patró de calibratge, sense necessitat d'enviar-lo periòdicament a un laboratori especialitzat. “Som a l'inici d'un canvi de paradigma”, afirma el professor Jordi Suñé. “Podem passar de grans instal·lacions a estàndards intrínsecs, integrables en qualsevol circuit”, matisa.
Les futures aplicacions d'aquests xips inclouen des d'equips de mesures industrials més simples i fiables fins a sistemes portàtils per a investigació en camp o missions espacials.